高中化学专题12 反应原理大综合（原卷版）

这是一份高中化学专题12 反应原理大综合（原卷版），共9页。
专题12   反应原理大综合1．常温时，下列溶液的pH或微粒的物质的量浓度关系正确的是(　　)A．某溶液中由水电离出的c(H＋)＝1×10－a mol·L－1，若a>7时，该溶液pH一定为14－aB．0.1 mol·L－1的KHA溶液，其pH＝10，c(K＋)>c(A2－)>c(HA－)>c(OH－)C．将0.2 mol·L－1的某一元酸HA溶液和0.1 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7，则反应后的混合液：c(HA)>c(Na＋)>c(A－)D．等体积、等物质的量浓度的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液混合：3c(Na＋)＝2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3)2．一定温度下，在2 L的密闭容器中发生如下反应：A(s)＋2B(g)xC(g) △H＜0，B、C的物质的量随时间变化的关系如图1，达平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种条件，逆反应速率随时间变化的关系如图2。图1                       图2下列有关说法正确的是（  ）A．x＝2，反应开始2 min内，v(B)＝0.1 mol/(L·min)B．t1时改变的条件是降温，平衡逆向移动C．t2时改变的条件可能是增大c(C)，平衡时B的物质的量分数增大D．t3时可能是减小压强，平衡不移动；t4时可能是使用催化剂，c(B)不变3.电解质的水溶液中存在电离平衡。（1）醋酸是常见的弱酸。①醋酸在水溶液中的电离方程式为___________________________。②下列方法中，可以使醋酸稀溶液中CH3COOH电离程度增大的是__________（填字母序号）。a．滴加少量浓盐酸 b．微热溶液c．加水稀释 d．加入少量醋酸钠晶体（2）用0.1 mol·L-1NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液，得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。①滴定醋酸的曲线是_____（填“I”或“Ⅱ”）。②滴定开始前，三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是_____。③V1和V2的关系：V1_____V2（填“>”、“=”或“<”）。④M点对应的溶液中，各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_________。（3）为了研究沉淀溶解平衡和沉淀转化，某同学查阅资料并设计如下实验。资料：AgSCN是白色沉淀，相同温度下，溶解度：AgSCN > AgI。操作步骤现象步骤1：向2 mL 0.005 mol·L-1 AgNO3溶液中加入2 mL 0.005 mol·L-1 KSCN溶液，静置。出现白色沉淀。步骤2：取1 mL上层清液于试管中，滴加1滴2mol·L-1 Fe(NO3)3溶液。溶液变红色。步骤3：向步骤2的溶液中，继续加入5滴3 mol·L-1 AgNO3溶液。现象a，溶液红色变浅。步骤4：向步骤1余下的浊液中加入5滴3 mol·L-1 KI溶液。出现黄色沉淀。①写出步骤2中溶液变红色的离子方程式__________________。②步骤3中现象a是_____________________。③用化学平衡原理解释步骤4的实验现象______________________。4.电化学原理在工业生产中有着重要的作用，请利用所学知识回答有关问题。（1）用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如是电解产生多硫化物的实验装置：①已知阳极的反应为(x＋1)S2－=Sx＋S2－＋2xe－，则阴极的电极反应式是____________________________当反应转移x mol电子时，产生的气体体积为____________(标准状况下)。②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是(用离子反应方程式表示)：___________________________。（2）MnO2是一种重要的无机功能材料，制备MnO2的方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液，阳极的电极反应式为______________________。现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnSO4溶液，如图所示，铅蓄电池的总反应方程式为_______________________，当蓄电池中有4 mol H＋被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量为________，MnO2的理论产量为________g。（3）用图电解装置可制得具有净水作用的。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐生成①电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。②电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe－6e－＋8OH－=＋4H2O和______________________________，若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少________g。 5．研究NOx之间的转化具有重要意义。（1）已知：N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH＞0  将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T1。①下列可以作为反应达到平衡的判据是________。A．气体的压强不变            B．v正(N2O4)＝2v逆(NO2)       C．K不变  D．容器内气体的密度不变      E．容器内颜色不变②t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为75%，则反应N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数Kp＝________(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。③反应温度T1时，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其它条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线________。（2） NO氧化反应：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。Ⅰ    2NO(g)=N2O2(g)            ΔH1Ⅱ    N2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g)    ΔH2①决定NO氧化反应速率的步骤是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4＞T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO，在温度_____(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因____。6．水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。（1） 关于反应H2(g)＋1/2O2(g)H2O(l)，下列说法不正确的是________。A．焓变ΔH＜0，熵变ΔS＜0B．可以把反应设计成原电池，实现能量的转化C．一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行D．选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行（2） ①根据H2O的成键特点，画出与图中H2O分子直接相连的所有氢键(O－H…O)________。②将一定量水放入抽空的恒容密闭容器中，测定不同温度(T)下气态、液态水平衡共存[H2O(l)H2O(g)]时的压强(p)。在图中画出从20℃开始经过100℃的p随T变化关系示意图(20℃时的平衡压强用p1表示)________。　　　　（3） 水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。①与常温常压的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因________。②如果水的离子积Kw从1.0×10−14增大到1.0×10−10，则相应的电离度是原来的________倍。③超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示，其中x为以碳元素计的物质的量分数，t为反应时间。　　　　下列说法合理的是________。A．乙醇的超临界水氧化过程中，一氧化碳是中间产物，二氧化碳是最终产物B．在550℃条件下，反应时间大于15 s时，乙醇氧化为二氧化碳已趋于完全C．乙醇的超临界水氧化过程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率，而且两者数值相等D．随温度升高，xCO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增长幅度更大（4） 以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。①阳极的电极反应式是________。②制备H2O2的总反应方程式是________。7．清洁能源的开发、废水的处理都能体现化学学科的应用价值。Ⅰ. 工业上可利用CO2来制备清洁燃料甲醇，有关化学反应如下：反应A：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)  △H1＝－49.6kJ·mol-1 反应B：CO2(g)＋H2H2O(g)＋CO(g)         △H2＝＋41kJ·mol-1 ⑴ 写出用CO(g)和H2(g)合成CH3OH(g)反应的热化学方程式： __________________。⑵ 反应A可自发进行的温度条件是________(填“低温”或“高温”) 。⑶ 写出两个有利于提高反应A中甲醇平衡产率的条件___________。⑷ 在Cu－ZnO／ZrO2催化下，CO2和H2混和气体，体积比1∶3，总物质的量amol进行反应，测得CO2转化率、CH3OH和CO选择性随温度、压强变化情况分别如图所示（选择性：转化的CO2中生成CH3OH或CO的百分比）。温度对反应的影响                           压强对反应的影响① 由上图可知，影响产物选择性的外界条件是______。 A．温度      B．压强     C．催化剂    ② 如图中M点温度为250℃，CO2的平衡转化率为25%，该温度下反应B的平衡常数为________________（用分数表示）。Ⅱ.实验室模拟“间接电化学氧化法”处理氨氮废水中NH4+的装置如图所示。以硫酸铵和去离子水配制成初始的模拟废水，并以NaCl调节溶液中氯离子浓度，阳极产物将氨氮废水中的NH4+氧化成空气中的主要成分。⑸ 阳极反应式为__________________________________。⑹ 除去NH4+的离子反应方程式为________________________________________。8．中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢,在气相 中经自由基偶联反应生成乙烯，其反应如下：2CH4(g)  C2H4(g) +2H2(g) ΔH>0化学键H—HC—HC = CC—CE(kJ / mol)abcd（1）已知相关化学键的键能如上表，甲烷制备乙烯反应的ΔH=_____________    (用含a.b.c.d的代数式表示)。（2）T1温度时，向1 L的恒容反应器中充入2 molCH4 ,仅发生上述反应，反应过程中 0~15 min CH4的物质的量随时间变化如图,测得10-15 min时H2的浓度为1.6 mol/L。①0~ 10 min内CH4表示的反应速率为____mol/(L・min) o②若图中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时，使用质量相同但表面积不同的催化剂 时，达到平衡过程中n (CH4)变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是 ________    (填"a"或 “b”)。③15 min时,若改变外界反应条件,导致n( CH4)发生图中所示变化，则改变的条件可能是_____(任答一条即可)。（3）实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4).c2(H2) 其中K正、K逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时k正与K逆的比值为______ (填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数V正    ____V逆(选填“〉”、“=”或“<”)，判断的理由是__________   （4）科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图所示，电解质是掺杂了 Y2O3与 ZrO2的固体，可在高温下传导O2-①C极的Pt为_______    极(选填“阳”或“阴” )。②该电池工作时负极反应方程式为_____________________    。③用该电池电解饱和食盐水，一段时间后收集到标况下气体总体积为112 mL,则阴极区所得溶液在25 0C时pH=_______    (假设电解前后NaCl溶液的体积均为500 mL)。9．碳、氮、硫的化合物在生产生活中广泛存在。请回答：（1）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知：①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s)      ΔH＝－l59.5 kJ·mol-1②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)  ΔH＝－160.5 kJ·mol-1③H2O(l)=H2O(g)                     ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1写出CO2与NH3合成尿素和气态水的热化学反应方程式____________。（2）T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中只充入1.00molNO2气体发生反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ∆H<0。实验测得：v正=k正c2(NO)·c(O2)，v逆=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO2)如下表：时间/s012345n(NO2)/mol1.000.800.650.550.500.50①从0～2s该反应的平均速率v(NO2)=___________。②T1温度时化学平衡常数K=___________mol-1·L。③化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=___________。若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆，则T1__________T2 (填“>”、“<”或“=”)。（3）常温下，用SO2与NaOH溶液反应可得到NaHSO3、Na2SO3等。①已知Na2SO3水溶液显碱性，原因是____________________(写出主要反应的离子方程式)，该溶液中，c(Na＋)______2c(SO32-)＋c(HSO3-)(填“＞”“＜”或“＝”)。②在某NaHSO3、Na2SO3混合溶液中HSO3-、SO32-物质的量分数随pH变化曲线如图所示(部分)，根据图示，则SO32-的第一步水解平衡常数＝________。